Kluczowa różnica – krata a komórka jednostkowa
Krata to regularna struktura składająca się z wielu małych jednostek zwanych komórkami jednostkowymi. Komórka elementarna to najmniejsza reprezentatywna jednostka sieci, składająca się ze wszystkich elementów powtarzających się w całej strukturze sieciowej. Kluczowa różnica między siecią a komórką elementarną polega na tym, że sieć jest regularnym, powtarzającym się trójwymiarowym układem atomów, jonów lub cząsteczek w metalu lub innym krystalicznym ciele stałym, podczas gdy komórka elementarna jest prostym układem sfer (atomów, cząsteczek lub jonów), które przypominają powtarzający się wzór kraty.
Co to jest krata?
Siatka to regularny, powtarzalny trójwymiarowy układ atomów, jonów lub cząsteczek w metalu lub innym krystalicznym ciele stałym. Komórka elementarna sieci reprezentuje powtarzający się układ sieci; komórka elementarna jest najmniejszą jednostką w sieci, która zawiera wszystkie składniki chemiczne w sieci.
Sieć może powstać dzięki wiązaniom kowalencyjnym między atomami, wiązaniom jonowym między jonami lub siłom międzycząsteczkowym między cząsteczkami. Przykładem sieci kowalencyjnych jest diament. Tam atomy węgla są połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi, tworząc złożoną strukturę sieciową. Sieć chlorkowa sodu jest typowym przykładem sieci jonowej. Tam kationy sodu i aniony chlorkowe są ułożone w złożoną sieć tworząc sieć jonową. Cząsteczki wody mogą również tworzyć sieć; lód. Tam wiązania wodorowe między cząsteczkami wody mogą powodować powstawanie sieci przypominającej strukturę diamentu. Większość metali jest również ułożona w struktury siatkowe.
Prawie we wszystkich sieciach występują wady sieci. Wada to nieprawidłowość w systemie kratownicowym. Istnieją dwa główne rodzaje defektów sieci; Wada Frenkla i wada Schottky'ego. W defektach Frenkla atom lub jon w sieci opuszcza swoje pierwotne położenie i zajmuje inne miejsce w tej samej sieci. Defekt Schottky'ego występuje, gdy przeciwnie naładowane jony opuszczają swoją pierwotną lokalizację.
Rozważając termodynamikę sieci, energia sieci jest miarą energii zawartej w sieci krystalicznej związku, równą energii, która zostałaby uwolniona, gdyby jony składowe zostały zebrane w nieskończoność.
Rysunek 01: Krata jest regularnym układem atomów, cząsteczek lub jonów
Istnieje 14 rodzajów krat. Formy te są klasyfikowane na podstawie rozmieszczenia atomów, cząsteczek lub jonów w komórce elementarnej. Typy krat są podane w poniższej tabeli wraz z kategorią.
Co to jest komórka jednostkowa?
Komórka elementarna to prosty układ kulek (atomów, cząsteczek lub jonów), które przypominają powtarzający się wzór sieci. Komórka elementarna jest uważana za strukturę pudełkową. To pudełko zawiera wszystkie składniki chemiczne obecne w całej sieci. Komórka elementarna jest strukturą 3D i jest opisana za pomocą parametrów sieci. Parametry siatki to długości między krawędziami i kątami komórki elementarnej.
- długości między krawędziami komórki elementarnej są oznaczone symbolami a, b i c
- kąty komórki elementarnej są oznaczone symbolami alfa(α), beta(β) i gamma(γ)
Rysunek 02: Parametry sieci
Komórka elementarna może mieć różne kształty w zależności od kątów i długości między krawędziami komórki. Jest elementem budulcowym kraty. Istnieje 7 rodzajów sześciennych komórek elementarnych. Nazwy tych kształtów komórek elementarnych i ich wymiary podano w poniższej tabeli.
Jaki jest związek między kratą a komórką elementarną?
Komórka elementarna to najmniejsza reprezentatywna jednostka sieci. Podaje wszystkie komponenty i ich rozmieszczenie, które powtarza się w całej strukturze sieciowej
Jaka jest różnica między kratą a komórką elementarną?
Krata a komórka jednostkowa |
|
| Siatka to regularne, powtarzalne, trójwymiarowe rozmieszczenie atomów, jonów lub cząsteczek w metalu lub innym krystalicznym ciele stałym. | Komórka elementarna to prosty układ kulek (atomów, cząsteczek lub jonów), które przypominają powtarzający się wzór sieci. |
| Przyroda | |
| Krata to bardzo duża, złożona struktura. | Komórka elementarna jest najprostszą i najmniejszą powtarzającą się jednostką sieci. |
| Liczba atomów | |
| Sieć ma dużą liczbę składników (atomów, cząsteczek lub jonów). | Komórka elementarna ma niewielką liczbę składników. |
Podsumowanie – Krata a komórka jednostkowa
Krata to złożona struktura sieciowa składająca się z małych jednostek połączonych ze sobą. Te małe jednostki są znane jako komórki jednostkowe. Różnica między siecią a komórką elementarną polega na tym, że sieć jest regularnym, powtarzającym się trójwymiarowym układem atomów, jonów lub cząsteczek w metalu lub innym krystalicznym ciele stałym, podczas gdy komórka elementarna to prosty układ sfer (atomów, cząsteczek lub jonów) które przypominają powtarzający się wzór kraty.
